磁记录材料

磁记录材料来源：世界化工网（）随着电子信息技术的迅速发展，对信息记忆、存贮、记录的技术及其材料的要求相应提高。

单从计算机配套的信息存贮问题看．计算机的内存贮和外存健系统，以及用于档案、文献资料、图书管理、办公事务等各项情报管理工作中的存贮，都需要性能越来越高的新器件和新材料。

从目前看仍以磁记录为主，这是因为磁记录器件能实现记录与重放，能多次重复使用，所以得到广泛应用。

一、基本概念磁记录材料是指那些通过磁的作用可以直接理集、记录、存贮、传递信息的材料。

通常又把这种材料叫做磁记录载体、介质或媒体。

因此，凡是能转换成磁能的一切信号源，不管是机械的、电的，还是化学的、光学的都可以记录在这种材料上。

所以，就其本质意义上，又可以说，凡是能对磁的作用发生变化，能够直接形成各种形式信息的材料均称为磁记录材料。

随着工业发展和科学技术的进步，磁记录材料也日趋完善达到了如此完美的程度。

由最初单纯记录声音的本能作用逐步延伸到能记录和重现各种信息，并广泛地应用于通讯、J“播、电影、电视、文教卫生、电子计算机、地质勘探、资源卫星、数据处理以及军事科学领域。

为丰富人们的精神与物质文明、促进科学技术和国民经济现代化发展，起着越来越重要的作用。

二、磁记录材料的特点与性能1.磁记录的材料的特点（1）产品特点①记录简便，快速准确磁纪律材料的应用不需要很多的设备和严格的磁记录加工条件，投资少，，成本低，经济和社会效益高，而且对所记录的材料，能够全面而真实地记录上并立刻显示出来。

②反复使用，便于复制磁记录材料具有反磁化进行退磁的特性，可以通过消磁来消除原有的讯号和记录新的讯号。

这样的过程可以反复进行多次，林外，通过高速和热磁及其他复制凡是，使已经获得的音像，图像，数据等各种信息，可以再短短的几分钟内进行成倍的翻版复制。

③信息贮量大，记录密度高不仅单声迹可以记录很高的密度，而且通过改变记录方式和介质运行速度，就可以在同样长度和宽度上，同时记录多条磁迹，其记录密度和容量就可大为提高。

④结构小巧，重量轻随着磁记录材料制造技术的日趋成熟。

其结构越来越趋向集成化，盒式化，微型化，体积越发变小，用料省，比长大，使用时间和记录密度成几倍的提高，可以用于任何肤质和要求极为特殊的场合和环境。

⑤记录频率范围宽所记录的讯号频率包括全声频（0.2~20kHz）在内并扩展到15MHz以上，而仍能保持很高的清晰度和分辨率以及很小的畸变。

⑥记录动态范围大可以高达40dB以上，而且失真很小。

可以从满负载到0.3%的整个范围内的讯号，都能给出精确，呈线性的记录。

⑦易进行时标（频率）变换可以允许用一种速度记录信息，而用另一种速度进行重放或还原。

这也是其他记录介质不容易实现的。

⑧工作环境要求严格磁记录接着对机械振动，温度，湿度，电磁场和尘埃都较敏感，当超出所允许的范围以后，将对磁记录介质的使用和保存造成影响。

引起噪声增加，讯号输出幅度降低甚至消失。

（2）工业特点①技术密度高当代磁记录材料产品之所以能满足各种应用领域的需要，是采用机械化、自动化程度较高的技术和装备的结果。

在目前先进的磁记录材料工业生产中，从配方设计、生产制造到成型加工的中间参数和质量控制的各个环节，都采用了微机监控技术。

使用很少的人力，甚至建成了无人管理工厂，把劳动生产率提高到一个崭新水平。

②知识密集性强磁记录材料是一类以无机化学为基础、以电磁物理为主导的综合技术产品。

它涉及到电子、电工、机械工程、物理化学、结晶化学、高分子化学、声学、电声、无线电、电信等学科。

可见．生产高质量、高水平的磁记录材料产品，必须首先具备较高的专业知识、科学管理知识，还必须依靠棚和运用这些先进科学知识和机械化、自动化的专有手段。

因此，可以说现代磁记录材料产品本身凝聚着较高的专业技术和科学文化知识，也是运用其他科学技术的结晶。

它是科学技术、教育和经济实力等综合水平的某种程度的体现。

③经济效益高生产磁记录材料，由于采用比较先进的科学技术和装备，资本密集度较高。

然而由于生产周期短，资金回收期也较快，因此，经济效益也是比较显著的。

④原材料价廉易得制造各种磁记录介质所需的主体材料——磁性氧化铁(俗称磁粉)主要是用硫酸亚挟制造的。

它来源充足，价格便宜。

2.磁记录材料的性能为了保证达到使用要求，时各种磁记录材料的性能都作F明确规定。

根据其使用目的不同，而体现在物理—机械、磁和电三大性能上。

磁记录材料质量水平的高低、性能的优劣，都可以用这三大性能及其相应的指标参数来评价。

（1）物理-机械性能主要是指产品的破断强度，屈服强度，弹性和塑性延伸（瞬时和永久变形），磁层强度和粘牢度，表面光洁度，带点状况（静电大小），柔软度以及耐化学，湿度和稳定性等。

（2）磁性能对磁带，磁盘等的具体要求，基本上都是共同的。

主要用矫顽力、剩磁强度以及矩形比三大基本指标来表述和评价。

所谓矫顽力，是已经磁化的磁体在进行消磁时，必须加到磁体上的、与原来磁化方向相反的外磁场强度。

所谓剩磁，是指磁化后的磁体，在外磁场撤走以后仍能保持的磁性。

剩磁小、矫顽力小、导磁率大的铁磁材料，如磁头、喇叭、变乐器的铁芯等称为软磁材料；剩磁大、矫顽力大、导磁率小的铁磁性材料，如磁记录材料用磁粉、永久磁铁等叫做硬磁材料。

（3）电性能对磁带和磁盘的电性能，有着不同的特定含意。

但是，它们都是由磁性能来决定的。

一般又统称为电磁转换性能。

磁性能好，其电性能必然会好。

不同的品种，根据不同的用途，其电性能则有不同的体现和要求。

对于录音磁带电性能则指的是电声性能或称声频性能。

录像磁带它既记录图像又记录声音，所以还有个视频性能。

软磁盘的电性能则是指用电性能来说明记录性能的好坏。

三、磁记录材料的品种及构造1.品种磁记录材料主要分磁带、磁盘两大类以及磁鼓、磁泡、磁光盘等。

磁带又分为录音磁带、录像磁带、计算机磁带和仪器磁带，磁盘又分为硬磁盘和软磁盘。

其中，录音磁带按使用的磁性材料又可分为：氧化铁磁带、铬带、铁铬带、铁钴带以及金届带等。

它们各有自己的优缺点，要根据具体情况来选用。

2.构造磁记录材料的构造出了磁泡和磁光盘比较特殊之外，其余各种磁带、软磁盘、硬磁盘、滋鼓、磁卡片等，其本质结构都是一样的，均属磁表面记录介质的同构异形体。

基本上都是由信息的直接承受者、磁性记录层—磁层及其支持体——通常称为带基或盘的材料两大部分组成。

为了改变性能，有的还加有底层、保护层、润滑层、防静电层等而形成多层结构。

基本上有两大类型：一类是非连续薄膜介质(产品)、也叫颗粒型介质，统称涂布型磁记录介质，它是通过粘合剂将颗粒介质(磁粉)涂在薄膜材料(带基)上制成的另一类是连续薄膜介质(产品)，即通过一定的工艺技术(如电化学沉积、化学沉积、真空蒸发等)将铁磁性体或磁性金属、合金等附着在薄膜材料上制成的，如金属薄膜介质、氧化物薄膜介质等。

特点是纯度高，磁层内只含有单一的铁磁性材料及氧化物，而不像徐布型介质那样会有众多的诸如粘合剂、助剂等高分子化工材料和其他有机物质。

在日常生活中所使用的磁记录系统，大都使用颗粒磁记录介质，而金属薄膜介质只用于一些特殊的情况。

四、磁粉磁粉是一种粉状的单畴粒子的磁性材料，和其他铁磁性材料一样都是单晶体结构，每个晶体都是内含有许多个很小的天然磁化的叫做磁畴的体积元所构成。

它的形状、大小不等，一般体积又10-6 ~10-6 cm³，每一个磁畴含有1012 一1018 个原子。

磁粉的磁畴原子含量最大约1018 个原子，是磁记录介质的主体。

它的质量高低、性能的好坏，直接决定着磁记录介质的电磁性能指标及记录特性。

因此，人们非常重视，对它提出了很高的要求。

①比博爱和磁化强度（δ）要高，以提高记录灵敏度，增加新号输出幅度；②要有适当的矫顽力，以提高磁记录介质的保存性；③粒子要巨晕，结晶形状要好，以防止产生间隙损失和调制噪声；④要容易分散，以提高涂布质量；⑤填充密度要高，以保证介质获得较高的记录密度；⑥磁性时效要稳定。

为了满足各种磁记录介质的要求，开发了不少新品种，并形成了相应的专门制造技术和工艺过程，随着科学技术的进步，磁粉的品种在不断增加，质量在不断提高。

1.γ-Fe2O3磁粉γ-Fe2O3是最实用的氧化物磁粉颗粒，品种多，用途广，用量大。

由于它的化学物理稳定性，广发用于各种录音磁带，录像磁带，仪器磁带，计算机磁带，以及软硬磁盘等，在当今录音带，计算机软盘和硬盘领域仍然占有重要的位置。

同时也是包钴磁粉和金属磁粉的原料。

当今所用的γ-氧化铁颗粒都是针状颗粒，它的颗粒结构对磁粉性能影响很大。

它的形状各向易行是磁性各向易行的主要原因，近年来，颗粒结构恩惠组成有很大的改进和发展。

2.CrO2磁粉与γ-Fe2O3磁粉比较，CrO2磁粉是一种高质量的磁粉。

它是一种针状的正方晶系的金红石型结构。

如果在制备的过程中适当添加一些诸如锑、铁、钌等元紊，则制成的磁粉将具有更为突出的如下特点：粒子细、矫顽力高、针形好、易分散、填充串高。

这种磁粉非常适用于灵敏度高、频响广、高频好、色彩逼真、图像清晰的盒式录音磁带和录像磁带。

但是，因为这种磁粉目前采用的两种生产方法，都要在高温高压下反应，易燃易爆、工艺复杂、毒性大、安全性差、磁铅粒子硬、对磁头磨损大，所以限制了它的广泛应用。

我国现在还处于开发研制阶段。

目前的研究开发集中在颗粒尺寸和矫顽力的控制，技术关键在于添加剂的使用，通过添加剂的应用控制颗料结晶的生长．因为颗粒尺寸分布窄小是非常重要和必要的。

3.改性的γ-Fe2O3 磁粉它是通过掺杂、吸附、渗透、包覆某些元素等方法，使γ-Fe2O3 性能得到改进的一种磁粉。

广泛采用的改性方法是把钴离子包覆在γ-Fe2O3 粒子外面，形成一层很薄的钴铁氧体膜，从而使γ-Fe2O3 磁性能得到明显改善和提高，俗称包钴γ-Fe2O3 磁粉。

钻改性γ-Fe2O3 磁粉使原有氧化铁磁场的许多特性保持不变，而矫顽力则得到明显提高。

它是当今录像带的主要磁记录介质材料，同时也用于一些录音带和高密度数字记录磁带磁盘。

这些广泛的用途使钻钴改性γ-Fe2O3 磁粉有显著的经济实用意义。

当然，钻改性γ-Fe2O3 磁粉也并非全部令人满意。

可能是由于机械强度的原因，钴改性氧化铁磁粉表现出受温度影响的矫顽力，并随着反复使用表现出短波信号减弱的现象。

为了克服这些缺点，许多钴改性γ-Fe2O3 磁粉的制备方法相继产生。

例如，“表面添加”、“表面吸附”、“外延”等方法。

研究和开发都集中在改进机械强度和提高温度稳定性两个问题上。

4.金属磁粉把纯铁及其合金磁粉通称为金属磁粉。

其结构为针状、体心立方型，是一种新型磁粉。

具有矫顽力高、比饱和磁化强度高、粒子细、比表面积大、填充密度高等一系列突出持点。

其缺点是需要表面保护，以防氧化。

针状金属铁粉通常添加合金元素和一些添加剂进行保护，也可以通过有机涂层进行保护或控制表面的钝化。